Jump to content

Rybi
 Share

Recommended Posts

Spotkałem się ostatnio z bardzo interesującym pojęciem nowej klasy gwiazd zmiennych "heartbeat stars" (HB stars) odkrytych przez satelitę Kepler.


Może ktoś z Szanownych Forumowiczów znajdzie bardziej eleganckie tłumaczenie tego pojęcia ?
Gwiazdy zmienne, których krzywa blasku przypomina bicie ludzkiego serce ? 
Gwiazdy zmienne typu HB (HeartBeat) ?
Gwiazdy pulsujące podobnie do serca ?
... ?

 

PIA21075_fig1.thumb.jpg.d5341cd77fdd038469592d207cfa9bdd.jpg
Wizja artystyczna "heartbeat star" wzięta z [5].

 

W języku polskim znalazłem wzmiankę o tych gwiazdach np. na portalu Urania (szczegóły [3]), gdzie użyto określenia gwiazdy zmienne pulsujące w rytmie serca, czyli których jasność zmienia się jakoś tak: 

heart_ekg.jpg.94babd381582f2fdf0282dd3facb7304.jpg
Przykładowe EKG ludzkiego serca wzięte stąd.

 

Ta nazwa sugeruje, że są to pojedyncze gwiazdy. Tymczasem zjawisko dotyczy zjawisk w specyficznych gwiazdowych ciasnych układach podwójnych o okresach orbitalnych < 1 roku i mocno rozciągniętych eliptycznych orbitach (mimośród orbity e > 0,3), w których obserwuje się zmiany jasności przypominające kształtem elektro-kardiogram. Krzywe blasku tych układów podwójnych są zdominowane przez efekty działania sił pływowych oraz wzajemnego odbicia światła od gwiazd, gdy mijają one peryastron. Wtedy obserwuje się ten charakterystyczny "puls serca". 


Jednak gwiazdy zmienne typu HB pulsują przez cały okres orbitalny w wyniku TEO (ang.Tidally Excited Oscillations - drgań wzbudzanych siłami pływowymi). Są to minimalne zmiany jasności o amlitudzie poniżej 1/1000 magnitudo. Częstotliwości drgań TEO odpowiadają dokładnie całkowitym wielokrotnościom częstotliwości okresu orbitalnego. Po raz pierwszy TEO zostało odkryte w 2009r. w układzie podwójnym HD 174884 i następnie potwierdzone w 2012r. dla KOI-54 (=HD 187091) i kilku innych ciasnych układów podwójnych. Zgodnie z teorią (patrz [1]) największe zmiany jasność gwiazd wywołane przez TEO są oczekiwane dla gorących gwiazd o temperaturach efektywnych > 6500K, gdyż takie gwiazdy nie posiadają zewnętrznej strefy konwekcyjnej - co pozwala na rozchodzenie się drgań typu "g" znacznie bliżej powierzchni gwiazdy i generuje większe zaburzenia temperatury powierzchniowej. 


Wzorcową gwiazdą tego typu jest KOI-54. A obecnie jest znanych ponad 170 gwiazd zmiennych tego typu. Większość odkrytych gwiazd typu HB jest gwiazdami o względnie małych masach (typy widmowe A-F). Ale zjawsko HB rozciąga się również na bardziej masywne gwiazdy typów widmowych OB. Najbardziej masywnym znanym układem pulsującym w rytmie serca jest iota Orionis (ι Ori), który składa się ze składnika głównego O9 III i wtórnego B1 III-IV. Więcej informacji o iota Orionis można znaleźć np. pod następującym odnośnikiem AP.

stx2135fig1.thumb.jpeg.48449bc1af59354ebac3f18d5f6685df.jpeg
U góry: krzywa blasku gwiazdy pulsującej w rytmie serca KIC 8719324. Amplituda jest wyrażona we względnej skali [ppt], czyli w względne zmiany jasności ∆L/L ~ 1/1000. Puls podobny do "ludzkiego" EKG jest wzbudzany przez podczas przejścia przez peryastron (faza orbitalna = 0) i trwa około 2 dni. Ekstra efektem jest muskające zaćmienie dla tego konkretnego układu podwójnego (ang. grazing eclipse).
Na dole: Transformacja Fouriera całej krzywej blasku KIC 8719324. Ciąg równo-odległych maksimów odpowiada wielokrotnościom orbitalnej częstotliwości. Natomiast maksimum o największej amplitudzie f~2,5 1/dzień jest generowane przez pulsacje wzbudzane siłami pływowymi dokładnie odpowiadające 26-krotności częstotliwości orbitalnej.
 


I jeszcze kilka przykładowych "pulsów serca" obserwowanych w innych układach podwójnych wraz z krzywymi prędkości radialnej:
heartbeat2.jpg.39a3faa8a0b5399282216a880762f0a2.jpg

Cztery gwiazdy zmienne typu HB - obserwowane krzywe blasku (kolor czerwony w [ppm] milionowych częściach strumienia / flux) i krzywe prędkości radialnych. Czarne punkty są obserwowanymi prędkościami radialnymi. Wykresy wzięte z [4].


Zachęcam do zgłębiania tematu "Heartbeat stars"! 
( :) Zapewnie odezwę się jeszcze po bardziej szczegółowej lekturze - kolejny ciekawy temat np. do Proximy / Uranii?)


Literatura:

[1] Jim Fuller (2017) "Heartbeat Stars, Tidally Excited Oscillations, and Resonance Locking" - https://arxiv.org/pdf/1706.05054.pdf
[2] K. Hambleton i inni (2013) "Physics of Eclipsing Binaries: Heartbeat Stars and Tidally Induced Pulsations" - https://www.eas-journal.org/articles/eas/abs/2013/06/eas1364039/eas1364039.html
lub wersja do prywatnego użytku - http://clok.uclan.ac.uk/14587/1/14587_ContentServer.pdf

 

[3] Krótki materiał w j. polskim --> (2014) - https://www.urania.edu.pl/wiadomosci/gwiazdy-pulsujace-rytmie-serca-potwierdzone-nowych-badaniach-2574.html

 

Materiały popularno-naukowe w j.angielskim --> 
[4] https://astrobites.org/2014/08/27/whats-in-a-heartbeat/
[5] https://www.jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=6659
[6] https://www.iflscience.com/space/astronomers-know-what-makes-heartbeat-stars-flutter/
[7] https://cosmosmagazine.com/space/whirling-dance-of-vibrating-heartbeat-stars
[8] http://keplerlightcurves.blogspot.com/2012/09/three-giant-heartbeats.html
[9] http://time.com/4670863/nasa-spitzer-telescope-star-heartbeat/

 

 

 

 

 

 

 

Edited by Rybi
  • Like 8
  • Thanks 1
Link to comment
Share on other sites

Może "gwiazdy zmienne w rytmie serca"? :)

Ciekawa klasa obiektów, choć trudna do rozpoznania z powodu niewielkich zmian blasku. Według VSX, wszystko jest Keplera poza kilkoma wyjątkami, które dotyczą samych jasnych gwiazd. Będzie ciężkie do odnalezienia metodą data mining.

  • Like 2
Link to comment
Share on other sites

6 minut temu, LibMar napisał:

Może "gwiazdy zmienne w rytmie serca"? :)

Ciekawa klasa obiektów, choć trudna do rozpoznania z powodu niewielkich zmian blasku. Według VSX, wszystko jest Keplera poza kilkoma wyjątkami, które dotyczą samych jasnych gwiazd. Będzie ciężkie do odnalezienia metodą data mining.

Są to gwiazdy zmienne w obecnych czasach chyba możliwe do obserwacji tylko z satelitów fotometrycznych ze względu na minimalną amplitudę zmian <0,001 mag :(

Póki co jestem zwolennikiem nazwy tych obiektów "gwiazdy zmienne pulsujące w rytmie serca" lub w skrócie  "gwiazdy pulsujące w rytmie serca". Słowo "pulsujący" określa co jest bezpośrednim powodem zmian blasku. 

Link to comment
Share on other sites

1 minutę temu, Rybi napisał:

Są to gwiazdy zmienne w obecnych czasach chyba możliwe do obserwacji tylko z satelitów fotometrycznych ze względu na minimalną amplitudę zmian <0,001 mag :(

Patrząc po dość długim okresie, takie minimum zauważalne przez SWASP to 0.01 magnitudo. W takim razie typ HB pozostanie jednym z tych bardziej egzotycznych typów, choć teoretycznie może być ich mnóstwo :)

Link to comment
Share on other sites

Może nie będzie tak źle !

Kepler "katował fotometrycznie"  tylko fragment nieba, w którym odkryto ponad sto zmiennych HB o amplitudzie mniejszej od 1/1000 mag. Ale ostatnio "zabójcy supernowych" odkryli ten typ zmienności dla obiektu w Wielkim Obłoku Magellana o bardzo dużej amplitudzie aż 10% (!!!) MACHO 80.7443.1718 (ASASSN-V J052624.38-684705.6). Zobacz https://arxiv.org/abs/1901.00005

HB_Macho.png

Edited by Rybi
  • Like 2
Link to comment
Share on other sites

Nie wyraziłem się dokładnie.

Tzn. w MACHO 80.7443.1718 obserwuje się zmiany jasności aż ∼40% podczas przejścia przez peryastron (="puls serca") i ∼10% poza tą fazą w wyniku TEO (Tidally Excited Oscillations). Widać to na rys. z poprzedniego postu. Wiadomo, że jedna z gwiazd tego układu jest gwiazdą typu widmowego B. Konieczne są dalsze obserwacje spektroskopowe tego unikalnego obiektu o jasności ∼13,5V.

Link to comment
Share on other sites

Bardzo fajny wpis. Mam jednak mieszane odczucia względem samej klasyfikacji. Z jednej strony rozumiem dlaczego naukowcy mają tendencje do tworzenia nowych typów zmienności w klasyfikacjach - jakaś cecha specyficzna odróżnia daną pod-grupę z większego zbioru, więc dostaje swoją klasę. Z drugiej strony, w zaćmieniówkach mamy już EA, EW, EB, EII teraz jeszcze HB... :) Nowy typ jest bardzo blisko EII. Ale to co wyciągnąłeś w wątku - TEO - jest dla mnie nowe. Dzięki! Czas pogrzebać po sieci :)

 

Pozdrawiam.

Link to comment
Share on other sites

14 godzin temu, Hans napisał:

 Ale to co wyciągnąłeś w wątku - TEO - jest dla mnie nowe. Dzięki! Czas pogrzebać po sieci :)

:) Polecam aktualnie najbardziej "zrozumiałą dla mnie" publikację z 2008r. J-P. Zahn "TIDAL DISSIPATION IN BINARY SYSTEMS":

https://arxiv.org/pdf/0807.4870.pdf

Póki co nic lepszego nie znalazłem.

 

M.in. jest tam prosto na gruncie mechaniki newtonowskiej wyjaśnione pojęcie TEO:
... Ze względu na właściwości sprężyste gwiazda może drgać w wielu modach: mody akustyczne, wewnętrzne mody grawitacyjne, mody bezwładnościowe, w których odpowiednio siłą sprężystości jest ściśliwość gazu, pływalność w stabilnie rozwarstwionych obszarach i siła Coriolisa dla rotującej gwiazdy. Jeżeli częstotliwość tych drgań jest wystarczająco niska, to takie drgania (mody) mogą być wzbudzane przez okresowe potencjały pływowe. Taka reakcja jest nazywana pływem dynamicznym. ...

 

(... Due to its elastic properties, a star can oscillate in various modes: acoustic modes, internal gravity modes, inertial modes, where the restoring force is respectively the compressibility of the gas, the buoyancy force in stably stratified regions, and the Coriolis force in the rotating star. If their frequency is low enough, these modes can be excited by the periodic tidal potential; the response is called the dynamical tide. ...)

 

G_mody_gwiazdy_5Mo.png.ba126e05741e3cb28eac3416ea554749.png
Mody grawitacyjne drgań gwiazdy ciągu głównego o masie 5 M⊙ o promieniu 1.88x10exp(11)cm wzbudzane przez potencjał pływowy o częstotliwości σ =0.00002/sek (okres~14 godzin), ξr - zmiany promienia gwiazdy, δp - zaburzenia ciśnienia.

Edited by Rybi
  • Like 1
Link to comment
Share on other sites

  • 2 years later...
  • 7 months later...

Walentynki tuż, tuż.

Więc coś specjalnego na tę okazję: wyjątkowa HD 73619 - pierwsza chemicznie osobliwa gwiazda (... układ) pulsująca w rytmie serca !!!

 

Proszę, spójrzcie w Żłóbek - tam gdzie jest apex cordis ... :)

Praesepe_i_HD73619_i_serce2.png.60a8b32f47f9b5a2fa2da79133545111.png

 

Więcej informacji zaprezentowałem tutaj:

Coś walentynkowego – odkryto pierwszy chemicznie osobliwy układ podwójny gwiazd pulsujących w rytmie serca

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
  • Our picks

    • Migracja Astropolis na nowy serwer - opinie
      Kilka dni temu mogliście przeczytać komunikat o wyłączeniu forum na dobę, co miało związek z migracją na nowy serwer. Tym razem nie przenosiłem Astropolis na większy i szybszy serwer - celem była redukcja dosyć wysokich kosztów (ok 17 tys rocznie za dedykowany serwer z administracją). Biorąc pod uwagę fakt, że płacę z własnej kieszeni, a forum jest organizacją w 100% non profit (nie przynosi żadnego dochodu), nie znalazłem w sobie uzasadnienia na dalsze akceptowanie tych kosztów.
        • Thanks
        • Like
      • 60 replies
    • Droga Mleczna w dwóch gigapikselach
      Zdjęcie jest mozaiką 110 kadrów, każdy po 4 minuty ekspozycji na ISO 400. Wykorzystałem dwa teleskopy Takahashi Epsilon 130D i dwa aparaty Nikon D810A zamocowane na montażu Losmandy G11 wynajętym na miejscu. Teleskopy były ustawione względem siebie pod lekkim kątem, aby umożliwić fotografowanie dwóch fragmentów mozaiki za jednym razem.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 48 replies
    • Przelot ISS z ogniskowej 2350 mm
      Cześć, po kilku podejściach w końcu udało mi się odpowiednio przygotować cały sprzęt i nadążyć za ISS bez stracenia jej ani razu z pola widzenia. Wykorzystałem do tego montaż Rainbow RST-135, który posiada sprzętową możliwość śledzenia satelitów.
      Celestron Edge 9,25" + ZWO ASI183MM. Czas ekspozycji 6 ms na klatkę, końcowy film składa się z grup 40 klatek stackowanych, wyostrzanych i powiększonych 250%.
      W przyszłości chciałbym wrócić do tematu z kamerką ASI174MM, która z barlowem 2x da mi podobną skalę, ale 5-6 razy większą liczbę klatek na sekundę.
      Poniżej film z przelotu, na dole najlepsza klatka.
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 73 replies
    • Big Bang remnant - Ursa Major Arc or UMa Arc
      Tytuł nieco przekorny bo nie chodzi tu oczywiście o Wielki Wybuch ale ... zacznijmy od początku.
       
      W roku 1997 Peter McCullough używając eksperymentalnej kamery nagrał w paśmie Ha długą na 2 stopnie prostą linie przecinajacą niebo.
       
      Peter McCullough na konferencji pokazał fotografię Robertowi Benjamin i obaj byli pod wrażeniem - padło nawet stwierdzenie: “In astronomy, you never see perfectly straight lines in the sky,”
        • Love
        • Thanks
        • Like
      • 17 replies
    • Jeśli coś jest głupie, ale działa, to nie jest głupie - o nietypowych rozwiązaniach sprzętowych
      Sformułowanie, które można znaleźć w internetach jako jedno z "praw Murphy'ego" przyszło mi na myśl, gdy kolejny raz przeglądałem zdjęcia na telefonie z ostatniego zlotu, mając z tyłu głowy najgłośniejszy marsjański temat na forum. Do rzeczy - jakie macie (bardzo) nietypowe patenty na usprawnienie sprzętu astronomicznego bądź jakieś kreatywne improwizacje w razie awarii czy niezabrania jakiegoś elementu sprzętu  Obstawiam, że @HAMAL mógłby samodzielnie wypełnić treścią taki wątek.
        • Haha
        • Like
      • 43 replies
×
×
  • Create New...

Important Information

We have placed cookies on your device to help make this website better. You can adjust your cookie settings, otherwise we'll assume you're okay to continue.